碳中和为什么需要从空气中提取二氧化碳

碳中和为什么需要从空气中提取二氧化碳

　　进入格拉斯哥气候峰会的紧迫问题是，到2050年，主要经济体是否能够减少碳排放量实现碳中和，在这个世界中，人类不再向大气中排放温室气体二氧化碳。

　　鲜为人知——但在气候议程上迅速上升——是直接从空气中提取二氧化碳的工具和技术。

　　甚至对其可行性持怀疑态度的科学家也同意，如果不去除二氧化碳 (CDR)——也就是“负排放”——将很难实现《巴黎协定》将全球变暖控制在 2 摄氏度以下的目标。

　　国际气候研究中心研究主任格伦彼得斯说：“我们需要大幅度、彻底的减排，除此之外，我们还需要一些 CDR。”

　　什么是二氧化碳去除？

　　基本上有两种方法可以从稀薄的空气中提取 CO2。 

　　一是提高自然吸收和储存碳的能力。修复退化的森林、恢复红树林、工业规模的植树、促进岩石或海洋中的碳吸收——都属于备受争议的“基于自然的解决方案”类别。

　　第二种方法——称为直接空气捕获——使用化学过程去除二氧化碳，然后将其回收用于工业用途或将其锁定在多孔岩层、未使用的煤层或咸水层中。  

　　一种被称为碳捕获和储存的生物能源，或 BECCS，结合了两种方法的元素。

　　木屑或其他生物质被转化为生物燃料或燃烧以驱动涡轮机发电。排放的 CO2 大致被植物生长过程中吸收的 CO2 抵消。

　　但是当发电厂废气中的二氧化碳被虹吸出来并储存在地下时，这个过程就变成了一种净负技术。

　　我们真的需要吗？

　　是的，有几个原因。

　　即使世界每年开始将碳污染减少 3%、4% 或 5%——这是一个非常大的假设——水泥和钢铁生产、长途航空和农业等一些行业预计将维持排放水平几十年。

　　“我们有模型，但没有人确定我们在 2050 年可能需要什么，”德国国际与安全事务研究所高级研究员、CDR 专家奥利弗·格登 (Oliver Geden) 说。

　　“会有残留排放，而且数量可能会很高。”

　　还有另一个原因。

　　联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 8 月份的报告令人震惊地清楚地表明，无论温室气体排放多么积极，在未来几十年内都会突破 1.5C 的阈值。

　　几个世纪以来，二氧化碳会在大气中徘徊，这意味着到 2100 年将地球的平均表面温度带回大气层下方的唯一方法是从空气中吸出其中的一部分。 

　　什么是热的，什么不是？

　　十多年前，BECCS 被写入 IPCC 气候模型，作为理论上最便宜的负排放形式，但此后几乎没有发展。

　　“我没有看到 BECCS 的繁荣，”格登说。

　　2019 年一项通过种植一万亿棵树来减少过量二氧化碳的同行评议提案在媒体和天然气和石油公司中引起了极大的兴奋，这些公司已将植树造林抵消作为其努力与巴黎条约目标保持一致的核心支柱。

　　但这一想法遭到了专家的严厉批评，他们指出，这需要将印度两倍的面积转变为单一栽培的林场。   

　　此外，植树以吸收二氧化碳是很好的——直到森林在气候加剧的野火中烧毁。

　　“他们在加利福尼亚确实有问题，”格登说。“该州处理森林补偿和排放交易，但他们的森林正在被烧毁。”

　　在所有二氧化碳去除方法中，直接空气捕获是最不发达但最受关注的方法之一。

　　“这是一项如此性感的技术，”彼得斯说。“其中一部分是营销——光面的小册子、花哨的技术、闪亮的银色。它捕捉到了想象力。”

　　我们能以多快的速度扩大规模？

　　直接空气捕集 (DAC) 是一种需要大量能源才能运行的大规模工业过程。

　　现有技术距离解决这个问题还有很长的路要走。

　　例如，世界上最大的直接空气捕集厂（4,000 吨）——上个月由 Climeworks 在冰岛开设——一年中提取的二氧化碳量相当于当前全球排放量（400 亿吨）三秒的价值.

　　今年早些时候，由加州大学圣地亚哥分校深度脱碳计划的 David Victor 领导的一组研究人员希望了解 DAC 的“类似战时的紧急部署”在不同排放情景下可以降低多少二氧化碳浓度。

　　假设从现在开始每年投资 1 万亿美元，到 2050 年，DAC 在模型中每年从全球排放中减少约 20 亿吨二氧化碳。

　　但只有与 IPCC 制定的最雄心勃勃的减碳方案相结合，才足以在 2100 年将温度降至 2C 后降至 1.7C 左右。

　　企业投资？

　　Direct Air Capture 受益于一波企业支持。

　　4 月，特斯拉首席执行官埃隆·马斯克 (Elon Musk) 推出了价值 1 亿美元的二氧化碳去除技术 X 奖。

　　上个月，Breakthrough Energy 创始人比尔盖茨公布了一项企业合作伙伴关系——美国航空公司、安赛乐米塔尔、美国银行、微软、贝莱德基金会和通用汽车——以促进直接空气捕获、可持续航空燃料和其他两种新能源的发展技术。

　　“全球碳去除行业即将到来，”来自东英吉利大学的约翰娜福斯特和娜奥米沃恩上周在评论中指出。 

　　彼得斯说，危险在于一些公司可能会谈论未来的二氧化碳清除，而不是今天减少排放。 

　　对联合国谈判的影响？

　　专家说，消除大气中二氧化碳含量的呼吁已开始进入政治舞台，并可能成为格拉斯哥及其他地区联合国谈判中的一个有争议的问题。

　　首先是印度，然后是中国，今年早些时候呼吁富裕国家超越 2050 年的净零承诺。

　　“来自全球南方的国家要求工业化国家实现净负值，”格登说。

　　他补充说，小岛国的国家实际上已经在海浪中滑落，“已经对二氧化碳的清除非常认真”。